Блок теплообменной аппаратуры конвертора метана

(71) Заявите ч) БЛОК ТЕПЛООБМЕННОЙ АППАРАТУРЬ КОНВЕРТОРА МЕТАНА относится к тех а аммиака и мет онверсии природ в блоА) кононоситель Изобретение нологии производств анола путем паровой к ного газа (метана).Данные процессы осуществляютке теплообменной аппаратуры (БТ5 вертора метана.Известны блоки теплообменной аппаратуры конвертора метана, содержащие футерованный огнеупорным кирпичом газоход, в котором последовательно по 1 о .ходу газообразного теплоносителя установлены подогреватель парогазовой смеси, парогенерирующие поверхности нагрева и подогреватель воды 11 ,В данном устройстве в качестве теп лоносителя служат дымовые газы, получаемые при сжигании природного газа.Это приводит к большому удельному расходу природного газа на конечный прого дукт. Кроме того, вследствие низкой теплоотдачи со стороны теплоносителя расходуется большое количество дорогостоящей спецстали. Указанные недостатки устранены в БТА, использующих тепло .каких-либо технологических процессов, например конвертированных газов, или ядерных реакций. Тепло передается от высокотемпературного парового теплоносителя что резко интенсифицирует теплопередачу и, кроме того, снижает удельные расходы природного газа.Известен блок теплообменной аппаратуры конвертора метана, содержащий вертикальный цилиндрический силовой корпус с патрубками для отвода и под" вода газообразного теплоносителя, последний иэ которых подсоединен к нижней части обечайки, установленной в корпусе с образованием кольцевого зазора, и размещенные внутри обечайки подогреватель парогазовой смеси и па" рогенерирующие поверхности нагрева, над которыми установлен подогреватель воды 2.В известно и м устройстве горячий те оходит через теплообменные поверхности и охлажденный по кольцевому зазору поступает в гаэодувкуили на выход,Во всех теплообменных поверхностях,в том числе и подогревателя воды, организуется противоточное движение сред. Это приводит к повышению температурного напора и, следовательно, к снижению металлоемкости. Однако для организации противоточного движения воды последнюю в данной конструкции приходится подавать сверху вниз, что значительно снижает надежность устройства вследствие возникновения гидравлической и температурной развертки по трубам подогревателя и гидравлических ударов иэ-за частичного парообразоваГ ния, Парогенерирующие поверхности при этом могут работать только в так называемом прямоточном режиме, который менее надежен, чем режимы с естественной или принудительной циркуляцией,но требует более высокого качества исходной воды и исключает возможность регулирования температуры теплоносителя на выходе из БТА путем изменениярасхода воды, так как при этом изменяются параметры генерируемого пара,При выполнении подогревателя воды с подводом последней снизу вверх исключаются перечисленные недостатки.При этом увеличивается теплообменная поверхность подогревателя воды вследствие малого температурного напора35 между теплоносителем и водой на выходе иэ него, Это обусловлено тем, что вода в подогревателе нагревается до температуры, равной или близкой температуре кипения, которая для давления 100- 145 кгс/см составляет 309- 338 С. При таких условиях охладить теплоноситель ниже указанных температур невозможно, поэтому в горячем участке контура тепло недоиспользуется и, кро 45 ме того, здесь по технологии требуется более ниэкотемпературный теплоноситель, Кроме того, подача недостаточно охлажденного теплоносителя в газодувку снижает ее напор и прочностные характеристики,5 ЬТаким образом, известное устройство недостаточно надежно и экономично.В предлагаемом устройстве обечайка снабжена крышкой, к которой подсоединены газоходы, сообщающиеся верхними открытыми концами с верхней частью дополнительной обечайки, в которой размещен подогреватель воды, а между корпусом и дополнительной обечайкой установлена поперечная кольцевая перегородка.Газоходы расположены в кольцевом зазоре с двух противоположных сторон дополнительной обечайки.Кроме того, верхние концы газоходов загнуты вниз.На чертеже изображен продольный разрез устройства,Блок теплообменной аппаратуры конвертора метана содержит вертикальный цилиндрический силовой корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно для отвода и подвода газообразного теплоносителя. Патрубок 3 для подвода теплоносителя подсоединен к нижней части камеры 4, установленной в корпусе 1 с образованием кольцевого зазора 5. Внутри камеры 4 размещены последовательно по ходу теплоноситеЛя подогреватель парогазовой смесии парогенерирующие поверхности нагрева 7, над которыми в дополнительной обенайке 8 установлен подогреватель воды 9, Камера 4 снабжена крышкой 10, к которой подсоединены гаэоходы 11, сообщающиеся верхними открытыми концами 12 с верхней частью дополнительной обечайки 8, В кольцевом зазоре 5 между корпусом 1 и дополнительной обечайкой 8 установлена поперечная кольцевая перегородка 13. Газоходы 11 расположены в кольцевом зазоре 5 с двух противоположных сторон дополнительной обечайки 8 и их верхние концы 12 могут быть загнуты вниз, В нижней части корпуса 1 размещена газодувка 14, нагнетательные окна 15 которой подсоединены к патрубку 2 для отвода теплоносителя, Подогреватель парогазовой смеси 6, парогенерирующие поверхности нагрева 7 и подогреватель воды 9 могут быть выполнены из трубчатых змеевиков, подключенных соответственно к входным коллекторам 19, 20 и 21. Корпус 1 изнутри, а камеры 4 снаружи покрыты тепло- изоляцией 22, Корпус 1 снабжен лазами 23 и фланцевым разъемом 24. Блок теплообменной аппаратуры конвертора метана работает следующим образом.Высокотемпературный газообразный теплоноситель по патрубку 3 поступает в камеру 4, последовательно снизу вверх проходит через подогреватель парогазовой смеси, парогенерирующие поверхности нагрева 7 и далее по гаэоходам 11 поступает в верхнюю часть дополнительной обечайки 8, проходит через подогреватель воды 9, выходит впространство между дополнительной обечайкой 8 и камерой М над крышкой 10, 3откуда поступает в кольцевой зазор 5,по которому направляется в газодувку11. Газодувкой 1 теплоноситель черезнагнетательные окна 15 и патрубок 2для отвода выводится из блока. Пере Отоку теплоносителя из верхней частикорпуса 1 ц нижнюю, минуя подогреватель воды 9, препятствует перегородка 13.Вода из подогревателя 9 поступает 1 фв барабан-сепаратор (на чертеже не показан), откуда - в парогенерирующиеповерхности нагрева 7. В парогенерирующих поверхностях нагрева 7 происходит парообразование и нагрев отсепарированного от воды пара. Перегретый пар смешивается с природным газоми в виде смеси поступает в подогреватель 6, откуда направляется в конвертор метана.Регулировка температуры теплоносителя перед газодувкой 1 может осуществляться расходом воды через подогреватель 9. Часть воды байпасируетсямимо подогревателя 9, при этом умень- Зфшается температура воды на выходе илиувеличивается длина теплообменных трубподогревателя 9, где температура водысоответствует температуре насыщения.При этом происходит изменение темпе" 35,ратурного напора и изменяется количество тепла, переданное теплоносителем воде.Таким образом, в данном устройстве нанаиболее холодном участке теплоносите ля обеспечивается противоточное движение, что позволяет максимально использовать температурный потенциалтеплоносителя, снизить до оптимальныхпределов его температуру перед газодувкой 11 и в кольцевом зазоре 5, атакже позволяет осуществлять регулирование этой температуры,Это приводит к повышению экономичности вследствие уменьшения поверхнос. ти подогревателя воды 9, работы газодувки 11 в оптимальном режиме, максимального использования температурного потенциала теплоносителя и к повышению надежности вследствие уменьшения перегрева газодувки 11 и стенок корпуса 1.Технико-экономический эффект от внедрения блока теплообменной аппаратуры конвертора метана мощностью 1360 т/сут аммиака зэ счет экономии природного газа и спецстали ориентировочно соста- .вит 285 тыс. руб, в год.Формула изобретения1. Блок теплообменной аппаратурыконвертора метана, содержащий вертикальный цилиндрический силовой корпусс патрубками для отвода и подвода газообразного теплоносителя, внутри которого соосно размещены камера с установленными внутри нее последовательнопо высоте подогревателем парогазовойсмеси и парогенератором, и укрепленный над ней подогреватель воды, о тл и ц а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения экономичности и надежности,блок снабжен установленной концентрично подогревателю воды обечайкой и закрепленной на ней снаружи кольцевоиперегородкой, а камера - крышкой сгазоходами, верхние концы которых расположены над подогревателем воды.2. Блок по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что газоходы расположены в кольцевом зазоре с двух противоположных сторон дополнительной обечайки.3. Блок по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что верхние концы газоходов загнуты вниз,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вакк Э. Г, и др. Каталитическаяконверсия углеводородов в трубчатыхпечах. М., "Химия", 1973 с. 29-32.2. Патент США М 029055, кл. 122/Ужгород, ул, Проектная, 4 ВНИИПИ Зак Филиал ППП "Пат 971462 Тираж 583 Подписное